公開技術の詳細

整理番号 st008
テーマ名 H型層状ペロブスカイト系光触媒の製造方法およびH型層状ペロブスカイト系光触媒

研究担当者
及び連絡先

菅原義之:早稲田大学 理工学部応用化学科 教授
  電話/ファックス:03−5286−3204  

研究の概要

Aurivillius相層状ペロブスカイトBi2An-1BnO3n+3を酸処理して新規H型層状ペロブスカイトを合成し、光照射によって水またはメタノール、エタノールから水素を発生させる機能をもった新規光触媒等を提供する。(特開2003-260356

開発の目的 光触媒として定着している酸化チタン系に代わりより安定性のよいセラミック系光触媒を提案する。H型層状ペロブスカイトHmAn-1BnO3n+3 A B に、それぞれ汎用的な原子群から少なくとも1種以上を選択できる。Aの群としては、 Sr, Ca, La, Ba, Pb, Bi, Na, Kなど、Bの群としては、Fe, Mn, Ti, Nb, Ta, W, Mo, Cr, Ga, Zrなどである。「n」は、1〜8の整数である。

構成する
技術要素

1)アウリヴィリウス型層状ペロブスカイトBi2An-1BnO3n+3(Bi2CaNaTa3O12;n=3, 3層構造)の原料混合焼成による合成、2)塩酸等無機酸処理、好ましくは処理前粉砕、3)濾過、洗浄、乾燥(120度C以下)によりH型ペロブスカイト系光触媒(H1.9[(Bi0.1Ca0.9)NaTa3O10])を得る。

研究の背景
及び動向

TiO2系光触媒に換わるものとして、堂免教授らによりイオン交換能を有する層状複合酸化物を用いた研究がなされ、Nb系のイオン交換性層状ペロブスカイトの酸処理により光触媒活性が向上することが報告されている[Cat. Lett. ,Vol.4,p339/41(1990)]。しかしながら、これらではペロブスカイトのBサイトはTi, NbおよびTaに限定され、触媒設計の自由度が小さいという問題があった。これを解決するために、酸化ビスマス層[Bi2O22+]を層間に有するアウリヴィウス型ペロブスカイトを原料にすることで触媒設計の自由度を広げることができた。

市場での
優位性

ペロブスカイトのBサイトのカチオンを汎用のものに自由に交換できるので性能の選択の幅が広くなり、より活性の高い光触媒の製造が可能となる。
実用化に向けた課題

触媒活性の向上、可視部での活性向上。

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